一种可降低氦气用量的光纤生产加热炉的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种可降低氦气用量的光纤生产加热炉，包括炉体以及自上而下依次设置于炉体下方的下部护套、下部开闭器托盘和下部开闭器，下部护套通过法兰连接在炉体底部，所述下部开闭器托盘底部设有氦气通入孔，还包括延长管，延长管上端与下部开闭器托盘相连，下端与下部开闭器相连，延长管上设有可形成气封的若干个氩气通入孔；本发明可在加热炉出口处形成气封，从而减少光纤从加热炉下口带走的氦气的量，从而可降低加热炉下部氦气的通入量。
【专利说明】
一种可降低氦气用量的光纤生产加热炉
技术领域
[0001]本发明涉及一种光纤生产加热炉，尤其涉及一种可降低氦气用量的光纤生产加热炉，属于光纤生产设备技术领域。
【背景技术】
[0002]光纤是由光纤预制棒经加热炉加热、冷却管冷却、涂覆、紫外线灯固化后制成。
[0003]光纤加热炉有两种，一种是感应式加热炉、一种是电阻式加热炉。在光纤生产过程中需不断向加热炉内通入多路氦气和多路氩气，同时使用排气栗不断向外排出气体，以排出生产过程中产生的灰尘及杂质，同时确保加热炉内保持正压，以免空气从加热炉下口进入加热炉内。在生产过程中加热炉内的温度很高，炉内的大部分热量通过传热介质氦气和氩气传递给炉体，其中氦气起主要作用，炉体将热量传递给冷却水，冷却水将热量带走;另外光纤从加热炉下口出来，在带走一部分热量的同时也会带走一部分炉体内的氦气和氩气的混合气体。炉体内通入氦气氩气除了作为传热介质外，另一作用是为了在生产过程中形成稳定的加热条件，使得光纤预制棒锥端受热均匀，生产出合格的光纤。目前的光纤生产工艺中，在加热炉结构、冷却水温度、预制棒尺寸、生产速度一定的情况下，其氦气、氩气用量几乎是不变的，由于氦气的传热效果远高于氩气，因而在生产过程中是无法使用价格相对低廉的氩气替代价格较高的氦气的。
[0004]现有技术中的电阻式加热炉下部自下而上分别是下部开闭器，下部开闭器托盘，下部护套，下部法兰，炉体。加热炉下部氦气从下部开闭器托盘通入，一般情况下此路氦气占到整个加热炉氦气用量的70%以上，因而减少此路氦气的用量对降低光纤制造成本有很大作用。
[0005]光纤从加热炉下口带走部分氦气会造成了一定程度上的浪费，另外随着国内市场对光纤的需求越来越大，各个光纤厂家不断改进生产工艺，生产光纤的速度越来越快，更快的线速度需要更大的加热功率，同时更快的线速度也产生更多的杂质及灰尘，需要更大的排气量带走这部分脏污，同时光纤从加热炉下口带走的氦气也越来越多。因而在生产过程中需要通入更多的氦气，以保证生产的正常进行。
[0006]氦气是极为稀缺的战略资源，中国的氦气资源匮乏，长期依赖进口，近几年随着光纤项目的不断上马，氦气的成本逐年攀升，增加光纤生产成本，所以降低光纤生产过程中氦气用量势在必行。
【发明内容】
[0007]本发明为了解决现有技术中存在的问题，提供一种能降低氦气用量的光纤生产加热炉。
[0008]为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为:一种可降低氦气用量的光纤生产加热炉，包括炉体以及自上而下依次设置于炉体下方的下部护套、下部开闭器托盘和下部开闭器，所述下部护套通过法兰连接在炉体底部，所述下部开闭器托盘底部设有氦气通入孔;还包括延长管，所述延长管上端与下部开闭器托盘下端相连，其下端与下部开闭器上端相连，所述延长管上设有可形成气封的若干个氩气通入孔。
[0009]上述技术方案在下部开闭器托盘与下部开闭器之间设有延长管，并在延长管上设有可形成气封的若干个氩气通入孔，这样就可在加热炉出口处形成气封，从而减少光纤从加热炉下口带走的氦气的量，从而可降低加热炉下部氦气的通入量。
[0010]对上述技术方案的改进为:所述若干个氩气通入孔位于延长管底部且沿延长管管壁周向分布，所述若干个氩气通入孔的通气方向与所述延长管径向平行或夹角呈锐角。
[0011 ]对上述技术方案的改进为:所述若干个氩气通入孔沿延长管管壁周向均匀分布。这样就使得加热炉延长管下部的氩气形成环形通入，避免生产过程中单侧通入的氩气产生的气流影响到裸光纤的位置。
[0012]对上述技术方案的改进为:所述延长管与下部开闭器托盘连接处以及延长管与下部开闭器连接处均设有密封圈。实现延长管与上下装置密封连接。
[0013]对上述技术方案的改进为:所述延长管内径大于或等于下部开闭器最大外径。避免在光纤预制棒初始加热阶段，因延长管比下部开闭器细，导致光纤锥端无法靠自身重力下垂，进而影响生产。
[0014]对上述技术方案的改进为:所述延长管内壁为光滑内壁。避免在生产过程中产生的灰尘及杂物附着在其上，另外光滑的内壁也利于常规的清洁。
[0015]上述技术方案的一种优选方案为:所述延长管管壁内设有水冷夹层；当生产温度较高时可通入循环水进行水冷。
[0016]上述技术方案的一种优选方案为:所述延长管长度为300mm至1000mm。延长管长度可根据生产实际效果而定，当延长管越长，节省氦气的效果越好，但是过长的延长管在生产过程中会带来不便，如不便于拆卸、不便清洁等；当延长管长度为300mm至600mm时无论是节省氦气还是操作的便利性，都比较好;而当延长管长度大于700_时操作的便利性较差。
[0017]上述技术方案的一种优选方案为:所述加热炉生产光纤的线速度为2500m/min，所述延长管长度为300mm，所述氦气通入孔通入氦气流量为141/min，所述氩气通入孔通入氩气流量为51/min。当采用上述优选方案的各项参数生产的光纤的各项性能无明显变化，满足生产要求，同时将光纤生产过程中加热炉下部氦气的通入量从原来的181/min降低到141/min，从而降低了光纤生产成本。
【附图说明】
[0018]图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为图1中A-A向剖面图。
[0019]以上附图的附图标记为:
炉体I;法兰2;下部护套3;下部开闭器托盘4;延长管5;下部开闭器6;密封圈7;氩气通入孔8;氦气通入孔9 ;水冷夹层10。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图以及具体实施例对本发明进行详细说明。
[0021]实施例1 本实施例中的光纤加热炉为电阻式加热炉。
[0022]如图1和图2所示，本实施例的可降低氦气用量的光纤生产加热炉，包括炉体I以及自上而下依次设置于炉体I下方的下部护套3、下部开闭器托盘4、延长管5和下部开闭器6，下部护套3通过法兰连接在炉体I底部，下部开闭器托盘4底部设有氦气通入孔9，延长管5上端与下部开闭器托盘4下端相连且其下端与下部开闭器6上端相连，延长管5上还设有若干个可形成气封的氩气通入孔8，这样通过氩气形成的气封对炉内的传热介质进行动态的密闭，从而减少氦气随光纤从加热炉下口引出而可能引起的泄漏。
[0023]本实施例在下部开闭器托盘4与下部开闭器6之间设置延长管5，并进一步的将若干个氩气通入孔8设置在延长管5底部，使气封形成在加热炉出口处，从而可尽量延长传热介质的传导行程，这样就可增加传热介质的导热效果，从而减少光纤从加热炉下口带出的氦气量，由此可降低加热炉下部氦气的通入量。为了避免生产过程中单侧通入的氩气产生的气流影响到裸光纤的位置，本实施例中的氩气通入孔8沿延长管5管壁周向均匀分布，这样就使得加热炉延长管下部的氩气形成环形通入。
[0024]从上述可知，延长管5越长传热介质导热效果越好，由此传热介质中的氦气利率越高，随光纤带出量越少，浪费越少，但较长的延长管5会影响操作，本案发明人通过富有创造性的试验及对试验数据缜密细致的分析得到:当延长管长度为300mm-600mm时，操作既方便同时传热介质的导热效果也较佳，而当延长管长度超过700mm时，虽然节省氦气的效果会更好一些，但是操作便利性会越来越差。
[0025]为了更好地在延长管5内形成一个密闭传热介质外泄的气封面，一个较佳的设计是将氩气通入孔8的通气方向与延长管5径向平行。此外还可以将气通入孔8的通气方向与延长管5径向呈锐角夹角，以确保能形成稳定的气封环境。
[0026]上述延长管5的上下两端连接处均设有密封圈7，可参见图2，用于实现延长管5与开闭器托盘4和开闭器6密封连接。
[0027]本实施例中延长管5的管壁内还设有水冷夹层10，当生产温度较高时可通入循环水进行降温。
[0028]本实施例中延长管5内径大于下部开闭器6的最大外径，避免在光纤预制棒初始加热阶段，因延长管5比下部开闭器6细，导致光纤锥端无法靠自身重力下垂，进而影响生产。延长管5内壁为光滑内壁，避免在生产过程中产生的灰尘及杂物附着在其上，也利于常规的清洁。
[0029]实施例2
本实施例是将实施例1所述的加热炉用之于光纤生产的试验。试验中光纤线速度设定为2500m/min，延长管5长度为300mm，内径为50mm，氩气通过通入孔8的流量为51/min，该氩气在通入孔处的延长管5内形成气封，含有氦气的传热介质通过延长管5可增加热传导的过程，并在光纤出口处受到气封阻挡，从而提高热传导效率，降低氦气随光纤运动的带出的量。试验中将原先氦气流量181/min降低到141/min，而生产的光纤的各项性能无明显变化，满足生产要求。
[0030]本发明的可降低氦气用量的光纤生产加热炉不局限于上述各实施例，凡采用等同替换方式得到的技术方案均落在本发明要求保护的范围内。
【主权项】
1.一种可降低氦气用量的光纤生产加热炉，包括炉体以及自上而下依次设置于炉体下方的下部护套、下部开闭器托盘和下部开闭器，所述下部护套通过法兰连接在炉体底部，所述下部开闭器托盘底部设有氦气通入孔，其特征在于:还包括延长管，所述延长管上端与下部开闭器托盘下端相连，其下端与下部开闭器上端相连，所述延长管上设有可形成气封的若干个氩气通入孔。2.根据权利要求1所述可降低氦气用量的光纤生产加热炉，其特征在于:所述若干个氩气通入孔位于延长管底部且沿延长管管壁周向分布，所述若干个氩气通入孔的通气方向与所述延长管径向平行或夹角呈锐角。3.根据权利要求2所述可降低氦气用量的光纤生产加热炉，其特征在于:所述若干个氩气通入孔沿延长管管壁周向均匀分布。4.根据权利要求3所述可降低氦气用量的光纤生产加热炉，其特征在于:所述延长管与下部开闭器托盘连接处以及延长管与下部开闭器连接处均设有密封圈。5.根据权利要求4所述可降低氦气用量的光纤生产加热炉，其特征在于:所述延长管内径大于或等于下部开闭器最大外径。6.根据权利要求5所述可降低氦气用量的光纤生产加热炉，其特征在于:所述延长管内壁为光滑内壁。7.根据权利要求6所述可降低氦气用量的光纤生产加热炉，其特征在于:所述延长管管壁内设有水冷夹层。8.根据权利要求6所述可降低氦气用量的光纤生产加热炉，其特征在于:所述延长管长度为300mm 至 1000mm。9.根据权利要求8所述可降低氦气用量的光纤生产加热炉，其特征在于:所述延长管长度为300mm 至600mm。10.根据权利要求9所述可降低氦气用量的光纤生产加热炉，其特征在于:所述加热炉生产光纤的线速度为2500m/min，所述延长管长度为300mm，所述氦气通入孔通入氦气流量为141/min，所述氩气通入孔通入氩气流量为51/min。
【文档编号】C03B37/029GK105948478SQ201610441015
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月20日
【发明人】周利佳, 姚晗, 郭洪光
【申请人】南京华信藤仓光通信有限公司